EP0882466A2 - Vorrichtung zur dosierten Verabreichung einer Medikamentflüssigkeit - Google Patents

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EP0882466A2
EP0882466A2 EP98810494A EP98810494A EP0882466A2 EP 0882466 A2 EP0882466 A2 EP 0882466A2 EP 98810494 A EP98810494 A EP 98810494A EP 98810494 A EP98810494 A EP 98810494A EP 0882466 A2 EP0882466 A2 EP 0882466A2
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EP
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valve
valve body
housing
liquid
sealing lip
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Beat Kindler
Daniel Peter
Ueli Haueter
Reto Aeschlimann
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Definitions

  • the invention relates to a device for the metered administration of a medicinal liquid according to the preamble of claim 1.
  • Known infusion systems store the medication to be administered in a container, usually an ampoule in which a carrier liquid with the dissolved therein Medication - hereinafter simply called medicinal fluid - between one movable plug and a container outlet.
  • a carrier liquid with the dissolved therein Medication - hereinafter simply called medicinal fluid - between one movable plug and a container outlet.
  • medicinal fluid hereinafter simply called medicinal fluid - between one movable plug and a container outlet.
  • the container with the medicinal liquid is in a larger one Height than the front end of the catheter or the needle, so there is sufficient Difference in height between the container and the front end of the catheter the risk that the container gradually empties itself due to the force of the liquid column.
  • the catheters used have lengths of more than 1 m. So has the longest so far with this infusion device used a length of at least 1.1 m. Will that Device with the container arranged vertically above the user, for example at night, see above This creates a hydrostatic ground pressure of around 0.1 bar, if in addition to the purely static one Pressure due to the weight of the medicinal liquid has no further effects, for example Friction losses, leakage effects or capillary effects are taken into account and the density of water is assumed for the medicinal liquid.
  • the invention has set itself the task in a device for metering Administration of a medication liquid from a liquid container uncontrolled leakage under the conditions prevailing in daily use prevent.
  • the invention relates to a device for the metered administration of a medicinal liquid in which the medicinal liquid is contained in a container from which it by advancing a stopper movably received in the container onto one Container outlet is displaced in a dosed manner for their administration.
  • a catheter is connected with its rear end. It is usually a tubular catheter.
  • the use of a rigid catheters would also be possible.
  • the front, free end of the catheter is with connected to a needle for administration of the drug or with such a needle connectable.
  • One administration is both an infusion and an injection and also understood a combination of both modes of administration.
  • the Invention for use in infusion devices or equipment. Particularly preferred are portable pump devices for insulin treatment.
  • the valve is sized to prevent self-draining Allows flow to the front end of the catheter only when in it Directional liquid pressure is greater than a pressure on the valve due to the weight of the liquid column in the device. Is it a mass-produced device for which a whole assortment of catheters with Different lengths are available, so the valve is for the longest use Catheters, i.e. dimensioned for the case of the maximum possible liquid column.
  • the valve is advantageously designed as a one-way valve, which has a backflow into the container ideally prevented. It is particularly preferably a check valve.
  • the valve is preferably designed so that it Permits flow towards the front end of the catheter only when the Liquid pressure in this direction the maximum possible pressure of the liquid column, preferably multiplied by a safety factor. Since it is in the present case is an application of the valve in the medical field, This safety factor particularly preferably corresponds to the value 3. At a maximum Catheter length of about 1 m and negligible liquid column in the container the maximum fluid pressure at the free end of the catheter is about 0.1 bar, so that In this case the valve is designed so that it only opens when the liquid pressure is 0.3 bar exceeds. This is also the dimensioning case for the preferred use in a portable infusion pump.
  • valve is basically anywhere between the container outlet and the administration needle, it will preferably be as close as possible to the Outlet of the container arranged. In this arrangement, the valve prevents, provided it is designed as a check valve, also an undesirable backflow into the container most effective.
  • the valve is in a Connection piece arranged for the catheter serving housing.
  • the valve is thereby easily exchangeable together with the catheter.
  • the valve comprises a valve body, preferably made of elastic Material that, when assembled, has a feed line, i.e. at least one of them Opening, closing.
  • the supply line immediately in front of the valve body can be through a Connection needle are formed when connecting the catheter to the container outlet pierces a membrane and thus creates the fluid connection.
  • a connecting needle for example, is included.
  • the closure of the flow cross-section can be achieved by the action of a sealing lip narrow, precisely defined contact area can be achieved on the valve body or on the Feed line is formed.
  • Achieving the sealing effect by means of at least one sealing lip enclosing an opening of the feed line has the advantage that the pressure, where the valve opens and closes can be defined.
  • Training at the Feed line has the advantage of simple valve body manufacture.
  • the elastic valve body is hollow cylindrical and becomes pulled up like a hose on the supply line. The at least one to be locked
  • Opening of the feed line is arranged in a lateral surface of the feed line.
  • the Supply line and the valve body placed over it work together in the manner of a Bicycle hose valve.
  • a sealing plug made of elastic comes as a structurally particularly simple valve body Material used, the flow cross section of the medicinal liquid closes like a stopper.
  • the sealing plug can have a prefabricated passage opening be provided, which, however, is closed in the inserted state at least until the stated, sufficiently high fluid pressure is on the sealing plug.
  • the passage is only after the insertion of the Sealing plug in the housing created by the connecting needle when it is inserted first completely pierces the sealing plug in the housing and then is pulled back a little bit, so that the passage created through the elastic mass of the sealing plug is closed again.
  • valves designed according to the invention have an elastic valve body which acts like a heart valve.
  • valve body acted upon by a compression spring can also be used come.
  • Figure 1 shows a device for the metered administration of a medicinal liquid.
  • the device can be an infusion or an injection system be. In the following, however, it is only for a preferred use of infusion, in particular of insulin infusion.
  • the insulin dissolved in its carrier liquid is contained in an ampoule 1, which is attached to a Frame or in a housing G is attached.
  • a stopper 2 is freely movable in the ampoule 1 slidably added. By advancing the plug 2 towards one The outlet 4 of the container 1 closes the insulin liquid from the ampoule 1.
  • a Output member 3 of a preferably motorized drive device for the stopper 2 causes feed by pressing on the back of the plug. A form or There is no integral connection between the output member 3 and the plug 2.
  • the stopper 2 is in the ampoule 1 only by the to achieve the tightness indispensable wall friction forces kept. The feed movement of the driven member 3 and thus the stopper 2 is precisely controlled to the insulin in a finely metered manner to deliver outlet 4.
  • the outlet 4 is before the first use of the ampoule 1 through a membrane 6 sealed liquid-tight.
  • the Membrane 6 pierced by a connecting needle 7, which sits in a housing 20.
  • the Housing 20 serves as a connector for the catheter 8. Its rear end is on the tapered front end of the housing or connector 20 is drawn. With at its rear end is the connector 20 to an outlet 4 extending Outlet connector 5 screwed on or screwed in or fastened to it with a click lock.
  • An infusion needle 9 is attached to the front, free end of the catheter 8.
  • a passive one-way or two-way valve 30 is located in the connection piece 20, in particular a check valve in the flow cross section of the insulin liquid arranged.
  • the valve 30 allows a flow from the outlet 4 into the catheter 8 at all only when the liquid pressure directed in the direction of the infusion needle is one predetermined safety factor is greater than the pressure of the liquid column with the maximum Height difference H.
  • Valve 30 acts as a passive one-way valve, for example as simple check valve, it also prevents backflow of the medication liquid into ampoule 1, which further increases the functional reliability of the pump becomes.
  • FIG. 2 shows a first embodiment for a connector with a valve.
  • the connector is in two parts from an upstream one first housing half 10 and a downstream second housing half 20 assembled.
  • the entire housing 10, 20 is rotationally symmetrical to its in Direction of flow, straight central longitudinal line.
  • An interface between the both housing halves 10 and 20 are perpendicular to the direction of flow.
  • a valve body 31 inserted from an elastic material and by joining of the two housing halves 10 and 20 all the way along its outer peripheral edge pressed between the two housing halves 10 and 20.
  • the valve body 31 thus seals the Separating surface.
  • the two housing halves 10 and 20 are circumferential in a ring welded together at S. If technically possible, the Valve body 31 preferably included in this welded joint.
  • the valve body 31 is through a diaphragm circular disc, optionally with axial protruding ring web, formed. When installed, its central area serves as Valve plate.
  • the circular valve disk is surrounded by one or more through openings 32.
  • the outer circular ring area serves the fastening already mentioned between the two housing halves 10 and 20.
  • Both housing halves 10 and 20 are each with a central through hole 13 and 21 Mistake.
  • the two holes 13 and 21 are aligned.
  • In the through hole of the first Housing half 10 is connecting needle 7 in an upstream housing cone 11 inserted and fastened.
  • the Bore in the first housing half 10 in its upstream area Outside diameter and in its downstream, adjoining area a Inner diameter of the needle 7 corresponding diameter. It won't only one feed line 13 with a continuously smooth wall, but also a shoulder approach 12 created, to which the needle 7 abuts with its downstream end.
  • the first housing half 10 forms a Line opening 13a enclosing, acting as a sealing lip 15, the end face is preferably rounded.
  • the valve body 31 is prestressed via the annular sealing lip 15. To do this, the first housing half 10 in its interior from the protruding in the flow direction Sealing lip 15 against the flow direction. The sealing lip 15 is thus one withdrawn annular surface 14 surrounded. Around the circular ring surface 14 runs how already the sealing lip 15, raised in the flow direction from the annular surface 14 protruding ring bead 16, the one on the side of the second housing half 20 corresponding recess is opposite. Before putting the two housing halves together 10 and 20, the valve body 31 is slightly spaced from the sealing lip 15 in its outer peripheral area on the first housing half 10 and is also a Spaced from the annular surface 14.
  • valve body disc 31 By squeezing the two Housing halves 10 and 20, the valve body disc 31 on the sealing lip 15 to outer peripheral edge of the annular surface 14 bent and thereby simultaneously on the Prestressed sealing lip 15.
  • the annular bead 16 presses the valve body disc 31 in the Recess of the second housing half 20, whereby an annular clamping of the Valve body washer and at the same time a good seal can be achieved.
  • the sealing lip 15 and the valve body 31 seal the flow cross section along the circumferential, Narrow contact surface 33 with which the sealing lip 15 presses against the valve body 31.
  • valve body 31 By designing the valve body 31 as a simple membrane disk and arrangement the sealing lip 15 on the comparatively rigid housing are particularly reproducible Valve properties and simple manufacture of the elastic valve body 31 reached.
  • the downstream end face of the first housing half 10, over which the Valve body 31 is tensioned and this valve body 31 itself are dimensioned such that the valve body 31 in the position shown in Figure 2 in the assembled state with such a biasing force is pressed against the contact surface 33 with the sealing lip 15 that the contact pressure in the contact surface 33 is greater than the pressure in the device according to Figure 1 by the liquid column on the flow cross-section on the sealing lip at the greatest possible height difference H.
  • valve body 31 lifts from its seat on the sealing lip 15. Now the insulin liquid can flow through the supply line 13, the sealing lip 15 flow around, through which one or more are arranged concentrically around the sealing lip 15 Pass through openings 32 of the valve body 31 and downstream of the valve body 31 via the bore serving as outlet line 21 into the tube catheter flow away. In the other direction, the valve acts as a safe backstop.
  • valve body 31 Immediately behind the valve body 31 is a cavity in the second housing half 20 except in which the valve body 31 can expand. To prevent, that the valve body 31 with its downstream rear side on the inner wall of the second housing half 20 comes to rest with the risk that the flow openings 32 are blocked, protrude from the inner wall of the second Housing half 20 in the direction of the valve body 31 to radially extending spacer ribs 22 from.
  • FIG. 3 shows an embodiment modified from the valve of Figure 2.
  • the elastic valve body 31 is in this embodiment by a cross-sectionally double-T-shaped circular membrane educated.
  • the ring web 34 projecting on both sides on the outer peripheral edge of the membrane disk is used for attachment to the joint of the two housing halves 10 and 20. At the same time, it provides a comparatively large deformation mass for sealing the Housing available.
  • the two housing halves 10 and 20 connected by a snap connection.
  • the second housing half 20 is snapped into the downstream opening hollow cylindrical first housing half 10 inserted and locked.
  • the second is Housing half 20 provided with a circumferential groove 28 on its outer circumference, and the first housing half 10 has a radially inward direction in its hollow cylindrical region protruding, circumferential locking rib 18 with which it snaps into the groove 28.
  • the valve body 31 according to Figure 2 in Connection used with a snap connection basically known from Figure 3.
  • the first housing half 10 is of simpler construction, by the receptacle for the connecting needle 7 through a simple through hole is formed, in which the connecting needle 7 after the valve body 31 in the first Housing half 10 used and the two housing halves 10 and 20 with each other were snapped in, pushed in and pushed through to a position relative to surface 14, in which the valve body 31 inserted thereafter with the required pretensioning force tense.
  • the downstream end of the connecting needle 7 forms the sealing lip 15. It is rounded off for this purpose so that the valve body 31 cannot be damaged.
  • FIG. 5 also shows an embodiment in which the sealing lip 15 on the housing side is provided. As in the exemplary embodiment according to FIG. 4, it is by the rear End of the connecting needle 7 is formed.
  • the valve body 31 has valve designs, which is made of an elastic material punched out membrane circular disc, there are no more flow openings. Of the Valve body 31 is no longer between the housing parts 10 and 20 on one Circular ring clamped, but only on some circular ring segments 50 and 51, whereby the medication liquid through passage channels 53 outside the circular disk diameter of the valve body 31 is derived and led to the outlet bore 21.
  • valve body 31 takes place again after the valve body 31 inserted into one housing part and the two housing parts were assembled, by inserting the connecting needle 7 into the upstream part of the housing 10, until the valve body 31 is biased so much that the desired breakthrough pressure for the valve is reached.
  • the connecting needle 7 protrudes again into the first housing half 10 inside.
  • the downstream opening 13a of the connecting needle 7 is on the second housing half 20, the elastic valve body 31 by means of a in its longitudinal section dovetail shaped downstream valve body extension 36.
  • the downstream widening extension 36 is in one of the second housing half 20 mounted in the direction of the connecting needle 7 to protrude flange-like holding part 23.
  • the valve body 31 has the shape of a pot opening against the direction of flow.
  • a circumferential sealing lip 35 projects radially inwards. In the installed state, the sealing lip 35 encloses the outer jacket of the connecting needle 7 sealing.
  • the housing is particularly simple.
  • the second housing half 20 is hollow cylindrical with an upstream large opening and of the drain hole 21 adjoining it centrally. In the opening is the Valve body 31 added.
  • the first housing half 10 is a circular cylindrical Mounting insert, in which the connecting needle 7 is firmly seated and in turn in the Opening of the second housing half 20 is screwed or otherwise suitably attached.
  • the valve body 31 is fixed to a holding part 23 in a manner similar to that in FIG. 6. He has the shape of a mushroom. The curved mushroom surface points against the Flow direction. At its downstream peripheral edge is the domed mushroom surface in formation of the sealing lip 35 against the inner wall 24 of the opening hole in Housing 20 biased.
  • FIG 8 shows an embodiment with a roughly forming a hollow hemisphere Valve body 31.
  • the attachment of this valve body 31 in the housing corresponds to that of Valve body according to Figures 6 and 7.
  • the housing corresponds to the housing of Figure 7.
  • the valve body 31 is the contact surface 33 with its upstream, revolving surface end face forming against the downstream opening 13a of the feed line 13 enclosing, simply flat counter surface of the mounting insert 10 pressed.
  • the Feed line 13 is closed by the valve body 31 like a bell.
  • valve body 31 used in the exemplary embodiment according to FIG. 9 differs of those described above essentially in that the fluid pressure changes not within the sealing lip 35, but in an annular space around this sealing lip 35 builds up.
  • a central through opening 32 is preferred a simple through hole, enclosed by the sealing lip 35.
  • the sealing lip 35 is surrounded by a recessed ring surface, which in turn is inserted into the same direction as the sealing lip 35 protruding from the retracted ring surface Ring web 34 is bordered.
  • the sealing lip 35 is in turn preferably the annular web 34 opposite a piece withdrawn.
  • the feed line 13 in the first housing half 10 is not central in this exemplary embodiment. It ends the downstream end face at one point within the recessed ring groove between the sealing lip 35 and the annular web 34 of the valve body 31. It becomes an annular Pressure chamber formed. Will that by the elastic bias of the valve body 31 generated contact pressure of the sealing lip 35 in this annular space is exceeded Sealing lip 35 lifted from its counter surface.
  • the feed line 13 is then over the Annulus and the through bore 32 with the outlet line 21 in fluid communication.
  • FIGS. 10 and 11 show valves which act in the manner of a bicycle tube valve.
  • the valve body 37 are formed by pieces of hose.
  • the housing 20 is in both Embodiments in one piece.
  • the respective valve body 37 can due to its functionally determined shape on the needle 7 or in the housing 20 or between the two being held.
  • a simple piece of hose 37 is on the downstream end of the Feed line 13 pulled up. This end is in the embodiment by the Connection needle 7 formed.
  • the end of the feed line 13 is on its downstream side Closed end.
  • the Supply line 13 In its end region protruding into the housing 20, the Supply line 13 one or more radial through openings 13a, which from tubular valve body 37 spanned and thereby sealed.
  • the Frontal closure of the feed line 13 could also through the then bag-like Valve body 37 are formed to cut the supply line 13 from a To be able to manufacture endless cannulas.
  • FIG. 12 there is a two-part connection in connection with the tubular valve body 37 Housing 10, 20 shown.
  • the liquid from the ampoule is fed via the feed line 13 via at least one connection 13a, preferably a connection hole, to which Guided surface of the first half of the housing.
  • Downstream of link 13a is on the outer lateral surface of the first housing half 10 at least one more Connection channel 13c, which opens into a groove 13b except.
  • the at least one Another connecting channel 13c leads to the outlet line 21 in the catheter.
  • the Connecting bore 13a and the groove 13b are through one of the outer surface of the first Half of the intermediate web formed from each other.
  • the valve body 37 is close stretched around the outer surface of the first housing half 10 and seals the connecting hole 13a and the groove 13b from each other.
  • the groove 13b is preferably around a circumferential groove.
  • the embodiment of Figure 12 is characterized by particularly good outer Seals at the sealing surfaces 14a, 24a and 14b, 24b.
  • these sealing areas are the first and second housing halves 10, 20 each with matching conical outer surfaces 14a, 24a and 14b, 24b, between which the upstream and the downstream end of the valve body 37 when the housing halves are joined together is pinched.
  • Over the connecting bore 13a the intermediate web and the groove 13b sufficient space is left in the second housing half 20, in which the valve body 37 can expand into the flow connection between the connecting bore 13a and the groove 13b when the preload pressure has been exceeded.
  • Dashed lines indicate the expanded state of the valve body 37.
  • In the second housing half 20 is finally left a pressure equalization opening 29, so that there is always ambient pressure on the outside of the valve body 37.
  • FIG. 13 shows a one-piece housing 20, comparable to that of FIGS. 10 and 11, which is shown in FIG its upstream area with a narrow first and in its downstream Area is provided with a wider second hole.
  • the first hole flows into the second and serves as a narrow guide and seat for the connecting needle 7.
  • In the downstream wider bore is a simple valve body Sealing plug 38 pressed in or poured in again. The valve is inserted when the Connecting needle 7 produced by the connecting needle 7 completely through the Sealing plug 38 pierced and after piercing a piece again is withdrawn. In this way, a passage 32a is created in the sealing plug 38
  • the valve of FIG. 13 has the advantage that the connecting needle 7 or the Feed line 13 can be produced by simply cutting off an endless cannula can.
  • FIGS. 14 to 16 show valves which are in the manner of a Heart valve work.
  • the valve body 39 of Figures 14 and 15 are simple Circular disks are formed, into which passage slots 32a are incorporated.
  • the housings point in each case an insert 10 inserted into the second housing half 20 with each a simple inlet bore, which, if necessary as in FIG Intermediate stage, opens into the outlet bore in the second housing half 20.
  • the Valve body 39 are through the downstream end face of the mounting insert 10th against the shoulder around the transition between the inlet and outlet bore in the Half of the housing 20 pressed.
  • valve body 39 in FIG. 14 has only one slot in the direction of flow has shaped sealing lips 32a
  • valve body 39 of Figure 15 has two itself intersecting slots 32a.
  • valve body 39 immediately downstream of the valve body 39 in the Housing 20 left a cavity into which the valve body 39 can expand.
  • This valve body 39 is also slotted. It fills under the pending liquid pressure like a bubble until it finally opens It is less rigid than the ones described above Valve body 39 of FIGS. 14 and 15.
  • FIGS. 17 to 21 show valves whose elastic valve body 41 for Achieving the desired valve action can be acted upon by compression springs.
  • the valve body 41 of the valve according to FIG. 17 is spherical and is replaced by a Compression spring 42 in the counterflow direction in the downstream opening serving as a valve seat 13a of the feed line 13 is pressed.
  • the compression spring 42 is by a central, on the downstream opening of the feed line 13 to be directed cylinder 23 of the housing 20th guided. At its downstream end, this cylinder 23 has a flange Provided through openings 21a through which the liquid after opening the valve in the Outlet line 21 flows.
  • Figure 18 shows an arrangement comparable to Figure 17.
  • the valve body 41 of the figure 19 is tapered at its upstream end.
  • the downstream opening of the Feed line 13 as a valve seat widens correspondingly conically.
  • Furthermore is on downstream end of the valve body 41 is formed a cylindrical extension 46 which serves to guide the compression spring 42 on the valve body 41.
  • valve body 41 of FIG. 19 presses again with a conical surface valve seat formed by the opening of the feed line 13.
  • the pressure force is through a plastic spring 42 is produced.
  • the preferably elastic valve body 41 is a simple disk that is attached the upstream end face of a cylindrical guide body 43 is fixed.
  • the Guide body 43 is provided with longitudinal grooves 44 on its outer jacket.
  • the Guide body 43 is hollow cylindrical with a cylinder bottom at the upstream end, on which the valve body 41 rests and from which an inner guide extension 46 in Flow direction protrudes.
  • the compression spring 42 is pulled over this guide extension 46.
  • the guide body 43 is in its longitudinal grooves 44 with radial through openings 45 provided, through which the medicinal liquid inside the hollow cylindrical Guide body 43 and from there through the outlet line 21 into the catheter can.
  • the valve body 41 is a non-return flap about an axis of rotation 47 transversely to the direction of flow directly at the downstream opening of the Supply line 13 arranged.
  • This check valve is located on its downstream rear 41 by a leg spring 42 for closing the feed line opening with pressure acted upon.
  • the leg spring 42 is inserted into the housing half 20 so that its spring axis 48 is parallel to the check valve axis of rotation 47, with which the first leg of the L-shaped spring 42 against the back of the check valve 41 and the second leg press against the inner wall of the housing 20 serving as a counter bearing.
  • the spreading force of the angled leg spring 42 makes the check valve 41 tight pressed against the downstream opening of the feed line 13.
  • the second feather leg protrudes into an axial bore in the second housing half 20, and the first leg is in a groove on the back of the valve body 41; he could stick to that Valve body 41 may be connected.
  • the spring axis 48 is controlled solely by the leg spring 42 formed, another bearing is not necessary at 48.
  • valve body and housing described in a concrete combination with each other can also each with housings and valve bodies described in the other combinations be used.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur dosierten Verabreichung, insbesondere Infusion, einer Medikamentflüssigkeit weist ein Behältnis (1), aus dem die Medikamentflüssigkeit beim Vorschub eines Stopfens (2) zu ihrer Verabreichung dosiert durch einen Auslass (4) verdrängt wird, und einen am Auslass (4) an das Behältnis (1) angeschlossenen Katheder (8) auf, dessen vom Auslass (4) abgewandtes vorderes Ende mit einer Verabreichungsnadel (9) verbunden oder verbindbar ist. Zwischen dem Auslass (4) und der Verabreichungsnadel (9) ist in einem Strömungsquerschnitt der Medikamentflüssigkeit ein Ventil (30) angeordnet. Zum Verhindern einer Selbstentleerung lässt dieses Ventil (30) einen Durchfluss auf das vordere Ende des Katheders (8) nur zu, wenn der in diese Richtung wirkende Flüssigkeitsdruck größer ist als ein auf dem Ventil (30) lastender Druck infolge des Eigengewichts einer Flüssigkeitssäule in der Vorrichtung. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur dosierten Verabreichung einer Medikamentflüssigkeit nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Bekannte Infusionssysteme lagern das zu verabreichende Medikament in einem Behältnis, üblicherweise einer Ampulle, in der sich eine Trägerflüssigkeit mit dem darin gelösten Medikament - im folgenden einfach Medikamentflüssigkeit genannt - zwischen einem beweglichen Stopfen und einem Behältnisauslass befindet. Am Behältnisauslass ist ein Katheter mit seinem hinteren Ende angeschlossen. Am vorderen Katheterende sitzt eine Nadel, die zum Verabreichen der Medikamentflüssigkeit in den menschlichen oder tierischen Körper eingeführt wird und dort meist über eine oft mehrtägige Dauer der Verabreichung verbleibt. Befindet sich dabei das Behältnis mit der Medikamentflüssigkeit in einer größeren Höhe als das vordere Katheterende bzw. die Nadel, so besteht bei ausreichender Höhendifferenz zwischen dem Behältnis und dem vorderen Katheterende die Gefahr, dass sich das Behältnis durch die Kraft der Flüssigkeitssäule allmählich selbst entleert.
In der Insulintherapie mit tragbaren Infusionsgeräten, beispielsweise Pumpengeräten, können die verwendeten Katheter Längen von mehr als 1 m aufweisen. So hat der bislang längste mit diesem Infusionsgerät verwendete Katheter eine Länge von immerhin 1,1 m. Wird das Gerät mit dem Behältnis vertikal über dem Verwender angeordnet, beispielsweise nachts, so entsteht ein hydrostatischer Bodendruck von etwa 0.1 bar, falls neben dem rein statischen Druck aufgrund des Eigengewichts der Medikamentflüssigkeit keine weiteren Effekte, beispielsweise Reibungsverluste, Auslaufeffekte oder Kapilarwirkungen, berücksichtigt werden und für die Medikamentflüssigkeit die Dichte von Wasser angenommen wird.
Zum Verhindern des unerwünschten Auslaufens aufgrund des Drucks der Flüssigkeitssäule könnte die Wandreibung zwischen dem im Behältnis frei gleitend aufgenommenen Stopfen und der Behältniswandung vergrößert werden, was jedoch anderweitige Nachteile mit sich bringen würde. Eine andere Lösung wäre, den Stopfen am Abtriebsglied zu fixieren, so dass der Stopfen ein Absinken der Flüssigkeitsoberfläche im Behältnis verhindert und dadurch einer Selbstentleerung vorbeugt. Bekannte Systeme verschrauben den Stopfen mit dem Abtriebsglied. Dies treibt jedoch die Kosten des Geräts. Ferner ist diese Lösung bei vorkonfektionierten Ampullen nicht anwendbar, da der Stopfen für eine Schraubverbindung nicht vorbereitet ist.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, bei einer Vorrichtung zur dosierten Verabreichung einer Medikamentflüssigkeit aus einem Flüssigkeitsbehältnis ein unkontrolliertes Auslaufen unter den im täglichen Gebrauch herrschenden Verhältnissen zu verhindern.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst.
Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zur dosierten Verabreichung einer Medikamentflüssigkeit aus, bei der die Medikamentflüssigkeit in einem Behältnis enthalten ist, aus dem sie durch Vorschub eines im Behältnis beweglich aufgenommenen Stopfens auf einen Behältnisauslass zu in dosierter Weise zu ihrer Verabreichung verdrängt wird. Unmittelbar am Auslass des Behältnisses, wo ein Auslassstück bzw. -stutzen zum Anschließen eines Katheters vorhanden ist, ist solch ein Katheter mit seinem hinteren Ende angeschlossen. Üblicherweise handelt es sich um einen schlauchförmigen Katheter. Die Verwendung eines starren Katheters wäre jedoch ebenso möglich. Das vordere, freie Ende des Katheters ist mit einer Nadel zur Verabreichung des Medikaments verbunden oder mit solch einer Nadel verbindbar. Unter einer Verabreichung wird sowohl eine Infusion als auch eine Injektion und auch eine Kombination beider Verabreichungsarten verstanden. Insbesondere zielt die Erfindung auf die Verwendung bei Infusionsvorrichtungen bzw. -geräten ab. Besonders bevorzugt handelt es sich um tragbare Pumpengeräte in der Insulinbehandlung.
Erfindungsgemäß ist zwischen dem Behältnisauslass und der Nadel zum Verabreichen des Medikaments ein Ventil in einem Strömungsquerschnitt der Medikamentflüssigkeit angeordnet. Das Ventil ist so dimensioniert, dass es zum Verhindern einer Selbstentleerung einen Durchfluss auf das vordere Ende des Katheters zu nur zulässt, wenn der in diese Richtung wirkende Flüssigkeitsdruck größer ist als ein auf dem Ventil lastender Druck infolge des Eigengewichts der Flüssigkeitssäule in der Vorrichtung. Handelt es sich um eine in Serie gefertigte Vorrichtung, für die ein ganzes Sortiment von Kathetern mit unterschiedlichen Längen zur Verfügung steht, so ist das Ventil für den Einsatz des längsten Katheters, d.h. für den Fall der maximal möglichen Flüssigkeitssäule, dimensioniert.
Das Ventil ist vorteilhaft als Einwegventil ausgeführt, das einen Rückfluss in das Behältnis idealerweise verhindert. Besonders bevorzugt handelt es sich um ein Rückschlagventil.
Um die dosierte Medikamentverabreichung möglichst wenig zu behindern, aber dennoch ein Auslaufen sicher zu unterbinden, ist das Ventil vorzugsweise so ausgelegt, dass es den Durchfluss in Richtung auf das vordere Ende des Katheters erst zulässt, wenn der Flüssigkeitsdruck in diese Richtung den maximal möglichen Druck der Flüssigkeitssäule, vorzugsweise multipliziert mit einem Sicherheitsfaktor, übersteigt. Da es sich im vorliegenden Fall um eine Anwendung des Ventils im medizinaltechnischen Bereich handelt, entspricht dieser Sicherheitsfaktor besonders bevorzugt dem Wert 3. Bei einer maximalen Katheterlänge von etwa 1 m und vernachlässigbarer Flüssigkeitssäule im Behältnis beträgt der maximale Flüssigkeitsdruck am freien Ende des Katheters etwa 0.1 bar, so dass das Ventil in diesem Falle so ausgelegt wird, dass es erst öffnet, wenn der Flüssigkeitsdruck 0.3 bar übersteigt. Dies ist auch der Dimensionierungsfall für die bevorzugte Verwendung in einer tragbaren Infusionspumpe.
Obgleich das Ventil grundsätzlich an beliebiger Stelle zwischen dem Behältnisauslass und der Verabreichungsnadel sitzen könnte, wird es bevorzugterweise so nah als möglich beim Auslass des Behältnisses angeordnet. In dieser Anordnung verhindert das Ventil, sofern es als Rückschlagventil ausgelegt ist, auch noch ein unerwünschtes Riickfließen in das Behältnis am wirkungsvollsten.
Zur Aufnahme des Ventils ist beispielsweise ein Auslassstutzen im Bereich des Behältnisauslasses geeignet.
Nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Ventil in einem als Anschlussstück für den Katheter dienenden Gehäuse angeordnet. Das Ventil ist dadurch zusammen mit dem Katheter leicht auswechselbar.
Das Ventil umfasst als Dichtelement einen Ventilkörper, vorzugsweise aus elastischem Material, der im montierten Zustand eine Zuführleitung, d.h. deren wenigstens eine Öffnung, verschließt. Die Zuführleitung unmittelbar vor dem Ventilkörper kann durch eine Verbindungsnadel gebildet werden, die beim Anschließen des Katheters an den Behältnisauslass eine Membran durchsticht und so die Flüssigkeitsverbindung herstellt. Der letzte Abschnitt der Zuführleitung mit der durch den Ventilkörper verschlossenen Öffnung kann auch durch das genannte Gehäuse gebildet werden, in dem solch eine Verbindungsnadel beispielsweise aufgenommen ist.
Der Verschluss des Strömungsquerschnitts kann durch die Wirkung einer Dichtlippe mit schmaler, genau definierter Kontaktfläche erzielt werden, die am Ventilkörper oder an der Zuführleitung ausgebildet ist. Die Erzielung der Dichtwirkung mittels einer die wenigstens eine Öffnung der Zuführleitung umschließenden Dichtlippe hat den Vorteil, dass der Druck, bei dem das Ventil öffnet und schließt, definiert werden kann. Die Ausbildung an der Zuführleitung hat den Vorteil der einfachen Ventilkörperfertigung.
In einer anderen Ausführungsform ist der elastische Ventilkörper hohlzylindrisch und wird wie ein Schlauch auf die Zuführleitung aufgezogen. Die wenigstens eine zu verschließende
Öffnung der Zuführleitung ist in einer Mantelfläche der Zuführleitung angeordnet. Die Zuführleitung und der darüber gestülpte Ventilkörper wirken zusammen in der Art eines Fahrradschlauchventils.
Als konstruktiv besonders einfacher Ventilkörper kommt ein Dichtpfropfen aus elastischem Material zum Einsatz, der den Strömungsquerschnitt der Medikamentflüssigkeit pfropfenartig verschließt. Der Dichtpfropfen kann mit einer vorgefertigten Durchlassöffnung versehen sein, die im eingesetzten Zustand jedoch zumindest solange verschlossen ist, bis der genannte, ausreichend hohe Flüssigkeitsdruck auf dem Dichtpfropfen lastet. Um die Fertigung des Ventils zu vereinfachen, wird der Durchlass erst nach dem Einsetzen des Dichtpfropfens in das Gehäuse geschaffen, indem die Verbindungsnadel bei ihrem Einsetzen in das Gehäuse zunächst den Dichtpfropfen vollkommen durchsticht und anschließend wieder ein kleines Stück zurückgezogen wird, so dass der so geschaffene Durchlass durch die elastische Masse des Dichtpfropfens wieder verschlossen wird.
Weitere erfindungsgemäß ausgeführte Ventile weisen einen elastischen Ventilkörper auf, der in der Art einer Herzklappe wirkt.
Schließlich kann auch ein durch eine Druckfeder beaufschlagter Ventilkörper zum Einsatz kommen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1
eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Ventil zum Verhindern einer unkontrollierten Medikamentabgabe und
Figuren 2-23
alternative Ausführungsbeispiele für das Ventil und dessen Anordnung nach Figur 1.
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur dosierten Verabreichung einer Medikamentflüssigkeit. In der dargestellten Ausbildung kann die Vorrichtung ein Infusions- oder auch ein Injektionssystem sein. Im folgenden ist einer bevorzugten Verwendung wegen jedoch lediglich noch von Infusion, insbesondere von Insulininfusion, die Rede.
Das in seiner Trägerflüssigkeit gelöste Insulin ist in einer Ampulle 1 enthalten, die an einem Gestell oder in einem Gehäuse G befestigt ist. In der Ampulle 1 ist ein Stopfen 2 frei beweglich gleitgeführt aufgenommen. Durch Vorschub des Stopfens 2 in Richtung auf einen Auslass 4 des Behältnisses 1 zu wird die Insulinflüssigkeit aus der Ampulle 1 verdrängt. Ein Abtriebsglied 3 einer vorzugsweise motorischen Antriebsvorrichtung für den Stopfen 2 bewirkt durch Andruck auf die Stopfenrückseite dessen Vorschub. Eine form- oder stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Abtriebsglied 3 und dem Stopfen 2 besteht nicht. Der Stopfen 2 wird in der Ampulle 1 lediglich durch die zur Erzielung der Dichtheit unerlässlichen Wandreibungskräfte gehalten. Die Vorschubbewegung des Abtriebsglieds 3 und damit des Stopfens 2 wird exakt gesteuert, um das Insulin in fein dosierter Weise durch den Auslass 4 abzugeben.
Der Auslass 4 ist vor der ersten Verwendung der Ampulle 1 durch eine Membran 6 flüssigkeitsdicht verschlossen. Beim Anschließen eines Infusionskatheters 8 wird die Membran 6 von einer Verbindungsnadel 7 durchstochen, die in einem Gehäuse 20 sitzt. Das Gehäuse 20 dient als Anschlussstück für den Katheter 8. Dessen hinteres Ende ist auf das sich verjüngende vordere Ende des Gehäuses bzw. Anschlussstücks 20 aufgezogen. Mit seinem hinteren Ende ist das Anschlussstück 20 auf einen den Auslass 4 verlängernden Auslassstutzen 5 auf- oder eingeschraubt oder mittels Klickverschluss daran befestigt. Am vorderen, freien Ende des Katheters 8 ist eine Infusionsnadel 9 befestigt.
In dieser Anordnung, bei der sich ein Patient die Infusionsnadel 9 unter die Haut gestochen und sein Pumpgerät mit der Ampulle 1 um die Höhendifferenz H über der Einstichstelle befestigt oder abgelegt hat, beispielsweise nachts, lastet auf dem vorderen Ende der Injektionsnadel 9 ständig der durch die Höhendifferenz H bewirkte Druck der Flüssigkeitssäule zwischen dem vorderen Ende der Infusionsnadel 9 und der Flüssigkeitsoberfläche in der Ampulle 1. Infolge dieses Drucks würde permanent Insulin am vorderen Ende der Infusionsnadel 9 freigesetzt werden.
Um dies zu verhindern ist im Anschlussstück 20 ein passives Ein- oder Zweiwegventil 30, insbesondere ein Rückschlagventil, im Strömungsquerschnitt der Insulinflüssigkeit angeordnet. Das Ventil 30 lässt einen Durchfluss vom Auslass 4 in den Katheter 8 überhaupt erst zu, wenn der in die Richtung der Infusionsnadel gerichtete Flüssigkeitsdruck um einen vorgegebenen Sicherheitsfaktor größer ist, als der Druck der Flüssigkeitssäule mit der maximalen Höhendifferenz H. Wirkt das Ventil 30 als passives Einwegventil, beispielsweise als einfaches Rückschlagventil, verhindert es zudem einen Rückfluss der Medikamentflüssigkeit in die Ampulle 1, wodurch die Funktionssicherheit der Pumpe zusätzlich erhöht wird.
Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Anschlussstück mit Ventil. Das Anschlussstück ist in diesem Ausführungsbeispiel zweiteilig aus einer stromaufwärtigen ersten Gehäushälfte 10 und einer stromabwärtigen zweiten Gehäushälfte 20 zusammengesetzt. Das gesamte Gehäuse 10, 20 ist rotationssymmetrisch zu seiner in Strömungsrichtung verlaufenden, geraden Mittellängslinie. Eine Trennfläche zwischen den beiden Gehäusehälften 10 und 20 steht senkrecht zur Strömungsrichtung. In die Trennfläche ist ein Ventilkörper 31 aus einem elastischen Material eingelegt und durch Zusammenfügen der beiden Gehäusehälften 10 und 20 umlaufend entlang seines äußeren Umfangsrandes zwischen den beiden Gehäusehälften 10 und 20 verpresst. Der Ventilkörper 31 dichtet so die Trennfläche ab. Desweiteren sind die beiden Gehäushälften 10 und 20 ringförmig umlaufend bei S miteinander verschweißt. Falls werkstofftechnisch möglich, wird auch der Ventilkörper 31 vorzugsweise in diese Schweißverbindung mit einbezogen.
Der Ventilkörper 31 wird durch eine Membran-Kreisscheibe, gegebenenfalls mit axial vorstehendem Ringsteg, gebildet. Im eingebauten Zustand dient ihr zentraler Bereich als Ventilteller. Den kreisförmigen Ventilteller umgeben eine oder mehrere Durchgangsöffnungen 32. Der äußere Kreisringbereich dient der bereits genannten Befestigung zwischen den beiden Gehäusehälften 10 und 20.
Beide Gehäusehälften 10 und 20 sind mit je einer zentralen Durchgangsbohrung 13 und 21 versehen. Die beiden Bohrungen 13 und 21 fluchten. In die Durchgangsbohrung der ersten Gehäusehälfte 10 ist in einem stromaufwärtigen Gehäusekonus 11 die Verbindungsnadel 7 eingelegt und befestigt. Um eine verwirbelungsfreie Strömung zu erzielen, weist die Bohrung in der ersten Gehäusehälfte 10 in ihrem stromaufwärtigen Bereich einen dem Außendurchmesser und in ihrem stromabwärtigen, daran anschließenden Bereich einen dem Innendurchmesser der Nadel 7 entsprechenden Durchmesser auf. Es wird hierdurch nicht nur eine Zuführleitung 13 mit durchgehend glatter Wandung, sondern auch ein Schulteransatz 12 geschaffen, an den die Nadel 7 mit ihrem stromabwärtigen Ende anstößt. Am stromabwärtigen Ende der Zuführleitung 13 bildet die erste Gehäusehälfte 10 einen die Leitungsöffnung 13a umschließenden, als Dichtlippe 15 wirkenden Steg, dessen Stirnfläche vorzugsweise gerundet ist.
Der Ventilkörper 31 ist über die ringförmige Dichtlippe 15 vorgespannt. Hierzu fällt die erste Gehäusehälfte 10 in ihrem Inneren von der in Strömungsrichtung vorstehenden Dichtlippe 15 entgegen der Strömungsrichtung ab. Die Dichtlippe 15 wird so von einer zurückgenommenen Kreisringfläche 14 umgeben. Um die Kreisringfläche 14 läuft ein, wie bereits die Dichtlippe 15, in Strömungsrichtung von der Kreisringfläche 14 erhaben vorstehender Ringwulst 16 um, dem auf der Seite der zweiten Gehäusehälfte 20 eine entsprechende Ausnehmung gegenüberliegt. Vor dem Zusammensetzen der beiden Gehäusehälften 10 und 20 liegt der Ventilkörper 31 von der Dichtlippe 15 geringfügig beabstandet in ihrem äußeren Umfangsbereich auf der ersten Gehäusehälfte 10 auf und ist dabei auch ein Stück von der Kreisringfläche 14 beabstandet. Durch Zusammendrücken der beiden Gehäusehälften 10 und 20 wird die Ventilkörperscheibe 31 über der Dichtlippe 15 zum äußeren Umfangsrand der Kreisringfläche 14 hin gebogen und dadurch gleichzeitig auf die Dichtlippe 15 vorgespannt. Der Ringwulst 16 drückt die Ventilkörperscheibe 31 in die Ausnehmung der zweiten Gehäusehälfte 20, wodurch eine ringförmige Klemmung der Ventilkörperscheibe und gleichzeitig eine gute Abdichtung erzielt werden. Die Dichtlippe 15 und der Ventilkörper 31 dichten den Strömungsquerschnitt entlang der umlaufenden, schmalen Kontaktfläche 33 ab, mit der die Dichtlippe 15 gegen den Ventilkörper 31 drückt.
Durch die Ausbildung des Ventilkörpers 31 als einfache Membranscheibe und Anordnung der Dichtlippe 15 am vergleichsweise starren Gehäuse werden besonders gut reproduzierbare Ventileigenschaften sowie eine einfache Herstellung des elastischen Ventilkörpers 31 erreicht. Die stromabwärtige Stirnseite der ersten Gehäusehälfte 10, über der der Ventilkörper 31 gespannt ist und dieser Ventilkörper 31 selbst sind so dimensioniert, dass der Ventilkörper 31 in der in Figur 2 im montierten Zustand dargestellten Lage mit solch einer Vorspannkraft gegen die Kontaktfläche 33 mit der Dichtlippe 15 gepresst wird, dass der Anpressdruck in der Kontaktfläche 33 größer ist als der Druck der in der Vorrichtung nach Figur 1 durch die auf dem Strömungsquerschnitt an der Dichtlippe lastende Flüssigkeitssäule bei der größtmöglichen Höhendifferenz H entsteht.
Wird dieser maximale Druck der Flüssigkeitssäule um einen vorgegebenen Sicherheitsfaktor überschritten, so hebt der Ventilkörper 31 von seinem Sitz an der Dichtlippe 15 ab. Nun kann die Insulinflüssigkeit durch die Zuführleitung 13 hindurchströmen, die Dichtlippe 15 umströmen, durch die eine oder mehrere konzentrisch um die Dichtlippe 15 angeordneten Durchlassöffnungen 32 des Ventilkörpers 31 hindurchtreten und stromabwärts vom Ventilkörper 31 über die als Auslassleitung 21 dienende Bohrung in den Schlauchkatheter abfließen. In die andere Richtung wirkt das Ventil als sichere Rücklaufsperre.
Unmittelbar hinter dem Ventilkörper 31 ist in der zweiten Gehäusehälfte 20 ein Hohlraum ausgenommen, in den sich der Ventilkörper 31 hinein ausdehnen kann. Um zu verhindern, dass der Ventilkörper 31 mit seiner stromabwärtigen Rückseite an der Innenwandung der zweiten Gehäusehälfte 20 zum Anliegen kommt mit der Gefahr, dass die Durchflussöffnungen 32 verstopft werden, ragen von der inneren Wandung der zweiten Gehäusehälfte 20 in Richtung auf den Ventilkörper 31 zu radial verlaufende Abstandsrippen 22 ab.
Figur 3 zeigt eine vom Ventil nach Figur 2 abgewandelte Ausführungsform. Hinsichtlich der Funktion des Ventils bestehen keine Unterschiede. Der elastische Ventilkörper 31 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch eine im Querschnitt Doppel-T-förmige Kreismembran gebildet. Der beidseitig abragende Ringsteg 34 am äußeren Umfangsrand der Membranscheibe dient der Befestigung an der Fügestelle der beiden Gehäusehälften 10 und 20. Gleichzeitig stellt er eine vergleichsweise große Verformungsmasse für das Abdichten des Gehäuses zur Verfügung. In diesem Ausführungsbeispiel werden die beiden Gehäusehälften 10 und 20 durch eine Schnappverbindung miteinander verbunden. Zum Herstellen der Schnappverbindung wird die zweite Gehäusehälfte 20 in die stromabseitig sich öffnende, hohlzylindrische erste Gehäusehälfte 10 eingeschoben und verrastet. Hierzu ist die zweite Gehäusehälfte 20 mit einer an ihrem äußeren Umfang umlaufenden Nut 28 versehen, und die erste Gehäusehälfte 10 weist in ihrem hohlzylindrischen Bereich eine radial nach innen vorstehende, umlaufende Rastrippe 18 auf, mit der sie in die Nut 28 einrastet.
Ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem die Dichtlippe am Gehäuse ausgebildet ist, zeigt Figur 4. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Ventilkörper 31 nach Figur 2 in Verbindung mit einer grundsätzlich aus Figur 3 bekannten Schnappverbindung eingesetzt. Im Ausführungsbeispiel der Figur 4 ist die erste Gehäusehälfte 10 einfacher konstruiert, indem die Aufnahme für die Verbindungsnadel 7 durch eine einfache Durchgangsbohrung gebildet wird, in die die Verbindungsnadel 7, nachdem der Ventilkörper 31 in die erste Gehäusehälfte 10 eingesetzt und die beiden Gehäusehälften 10 und 20 miteinander verschnappt wurden, bis zu einer Lage relativ zur Fläche 14 ein- und durchgeschoben wird, in der sie den danach eingelegten Ventilkörper 31 mit der erforderlichen Vorspannkraft spannt. Das stromabwärtige Ende der Verbindungsnadel 7 bildet dabei die Dichtlippe 15. Es ist für diesen Zweck abgerundet, damit der Ventilkörper 31 nicht beschädigt werden kann. Durch das nachträgliche Einsetzen der Nadel 7 können Fertigungstoleranzen des Ventilkörpers 31 ausgeglichen werden, indem die Nadel 7 sehr genau soweit eingeschoben wird, dass die gewünschte Anpresskraft des Ventilkörpers 31 an die nadelseitige Dichtlippe erzielt wird. Hinsichtlich der weiteren Detailes wird auf die Beschreibung zu den Figuren 2 und 3 verwiesen.
Auch Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Dichtlippe 15 gehäuseseitig vorgesehen ist. Sie wird wie im Ausführungsbeispiel nach Figur 4 durch das rückwärtige Ende der Verbindungsnadel 7 gebildet. Im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Ventilbauweisen weist der Ventilkörper 31, welcher aus einer aus elastischem Material ausgestanzten Membran-Kreisscheibe besteht, keine Durchflussöffnungen mehr auf. Der Ventilkörper 31 wird zwischen den Gehäuseteilen 10 und 20 auch nicht mehr auf einem Kreisring eingespannt, sondern nur noch auf einigen Kreisringsegmenten 50 und 51, wodurch die Medikamentflüssigkeit durch Durchlasskanäle 53 ausserhalb des Kreisscheiben-Durchmessers des Ventilkörpers 31 abgeleitet und zur Auslassbohrung 21 geführt wird.
Die Vorspannung des Ventilkörpers 31 erfolgt auch hier wieder, nachdem der Ventilkörper 31 in den einen Gehäuseteil eingelegt und die beiden Gehäuseteile zusammengebaut wurden, durch Einschieben der Verbindungsnadel 7 in den stromaufwärtigen Teil des Gehäuses 10, bis der Ventilkörper 31 so stark vorgespannt ist, dass der gewünschte Durchbruchdruck für das Ventil erreicht ist.
Übersteigt der Flüssigkeitsdruck in der Zuführleitung 13 den Anpressdruck des Ventilkörpers 31 an die Dichtlippe 15, so wird an der Kontaktfläche 33 ein ringförmiger Durchströmspalt freigegeben. Die Insulinflüssigkeit kann durch diesen Ringspalt und anschließend durch die Durchlasskanäle 53 den Ventilkörper 31 umströmen und über die Auslassleitung 21 abfließen.
In den Figuren 6 bis 9 sind weitere Ventilausführungen dargestellt, bei denen die gewünschte Dicht- bzw. Durchschlagcharakteristik mittels Dichtlippe erzielt wird. Hierbei ist die Dichtlippe jedoch an dem elastischen Ventilkörper 31 vorgesehen. Auch zu diesen Beispielen sei auf die vorstehende Beschreibung hingewiesen. Es werden lediglich die charakteristischen Unterschiede dargestellt.
Beim Ventil nach Figur 6 ragt die Verbindungsnadel 7 wieder in die erste Gehäusehälfte 10 hinein. Der stromabwärtigen Öffnung 13a der Verbindungsnadel 7 gegenüberliegend ist an der zweiten Gehäusehälfte 20 der elastische Ventilkörper 31 mittels eines in seinem Längsschnitt schwalbenschwanzförmigen stromabwärtigen Ventilkörperfortsatzes 36 festgelegt. Der sich stromabwärts verbreiternde Fortsatz 36 ist in einem von der zweiten Gehäusehälfte 20 in Richtung auf die Verbindungsnadel 7 zu ragenden flanschartigen Halteteil 23 gelagert. Der Ventilkörper 31 hat die Form eines sich gegen die Strömungsrichtung öffnenden Topfs. Am stromaufwärtigen Topfrand ragt eine umlaufende Dichtlippe 35 radial nach innen vor. Im eingebauten Zustand umschließt die Dichtlippe 35 den Außenmantel der Verbindungsnadel 7 dichtend. Erst wenn der Flüssigkeitsdruck im Topfinneren den durch die Vorspannkraft auf die an der Mantelfläche der Verbindungsnadel 7 gebildete Kontaktfläche 33 ausgeübten Druck übersteigt, wird entlang dieser Kontaktfläche ein Spalt freigegeben, über den die Flüssigkeit aus der Zuführleitung 13 in den Hohlraum innerhalb des Gehäuses 10, 20 um den topfförmigen Ventilkörper 31 herum dringen kann. Der Gehäusehohlraum steht mit der Auslassleitung 21 in der zweiten Gehäusehälfte 20 über eine oder mehrere, im Ausführungsbeispiel zwei, Durchlassöffnungen 21a in Verbindung, die das Ventilkörperhalteteil 23 in seinem Fußbereich freilässt.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 7 ist das Gehäuse besonders einfach ausgebildet. Die zweite Gehäusehälfte 20 ist hohlzylindrisch mit einer stromaufwärtigen großen Öffnung und der sich daran zentrisch anschließenden Abflussbohrung 21. In der Öffnung ist der Ventilkörper 31 aufgenommen. Die erste Gehäusehälfte 10 ist ein kreisringzylindrisches Montageeinsatzstück, in dem die Verbindungsnadel 7 fest sitzt und das seinerseits in die Öffnungs der zweiten Gehäusehälfte 20 eingeschraubt oder andersartig geeignet befestigt ist.
Der Ventilkörper 31 ist ähnlich wie der in Figur 6 an einem Halteteil 23 festgelegt. Er besitzt die Form eines Pilzes. Die gewölbte Pilzoberfläche weist gegen die Strömungsrichtung. An ihrem stromabwärtigen Umfangsrand ist die gewölbte Pilzoberfläche in Ausbildung der Dichtlippe 35 gegen die Innenwandung 24 der Öffnungsbohrung im Gehäuse 20 vorgespannt.
Figur 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem in etwa eine hohle Halbkugel bildenden Ventilkörper 31. Die Befestigung dieses Ventilkörpers 31 im Gehäuse entspricht der des Ventilkörpers nach den Figuren 6 und 7. Das Gehäuse entspricht dem Gehäuse von Figur 7. Der Ventilkörper 31 ist mit seiner stromaufwärtigen, umlaufenden, die Kontaktfläche 33 bildenden Stirnfläche gegen eine die stromabwärtige Öffnung 13a der Zuführleitung 13 umschließende, einfach plane Gegenfläche des Montageeinsatzstücks 10 gepresst. Die Zuführleitung 13 wird durch den Ventilkörper 31 glockenartig abgeschlossen.
Der beim Ausführungsbeispiel nach Figur 9 verwendete Ventilkörper 31 unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen im wesentlichen dadurch, dass der Flüssigkeitsdruck sich nicht innerhalb der Dichlippe 35, sondern in einem Ringraum um diese Dichtlippe 35 herum aufbaut.
Beim Ventilkörper 31 nach Figur 9 wird eine zentrale Durchgangsöffnung 32, vorzugsweise eine einfache Durchgangsbohrung, von der Dichtlippe 35 umschlossen. Die Dichtlippe 35 wird von einer zurückgenommenen Ringfläche umgeben, die ihrerseits durch einen in die gleiche Richtung wie die Dichtlippe 35 von der zurückgenommenen Ringfläche abragenden Ringsteg 34 eingefasst wird. Vorzugsweise ist die Dichtlippe 35 ihrerseits dem Ringsteg 34 gegenüber ein Stück zurückgenommen. Um den Ventilkörper 31 vorspannen zu können, ist eine Ringnut an der stromabwärtigen Stirnfläche der ersten Gehäusehälfte 10 tiefer ausgenommen als es dem Abstand der Stirnflächen des äußeren Ringstegs 34 und der Dichtlippe 35 im Ausgangszustand des Ventilkörpers 31 entsprechen würde. Wird der äußere Ringsteg 34 in die Aufnahmenut der ersten Gehäusehälfte eingelegt und vollkommen in in diese Nut hineingedrückt, so wird die Dichtlippe 35 gegen die von der Ringnut umschlossene plane Fläche der ersten Gehäusehälfte 10 gepresst. Die Zuführleitung 13 in der ersten Gehäusehälfte 10 ist in diesem Ausführgunsbeispiel nicht zentral. Sie mündet an der stromabwärtigen Stirnfläche innerhalb der zurückgenommenen Ringnut an einer Stelle zwischen der Dichtlippe 35 und dem Ringsteg 34 des Ventilkörpers 31. Es wird so ein ringförmiger Druckraum gebildet. Wird der durch die elastische Vorspannung des Ventilkörpers 31 erzeugte Anpressdruck der Dichtlippe 35 in diesem Ringraum überschritten, so wird die Dichtlippe 35 von ihrer Gegenfläche abgehoben. Die Zuführleitung 13 steht dann über den Ringraum und die Durchgangsbohrung 32 mit der Auslassleitung 21 in Strömungsverbindung.
Die Figuren 10 und 11 zeigen Ventile, die in der Art eines Fahrradschlauchventils wirken. Die Ventilkörper 37 werden durch Schlauchstücke gebildet. Das Gehäuse 20 ist in beiden Ausführungsbeispielen einteilig. Der jeweilige Ventilkörper 37 kann aufgrund seiner funktionsbedingten Form auf der Nadel 7 oder im Gehäuse 20 oder zwischen beiden fest gehalten werden.
In Figur 10 ist ein einfaches Schlauchstück 37 auf das stromabwärtige Ende der Zuführleitung 13 aufgezogen. Dieses Ende wird im Ausführungsbeispiel durch die Verbindungsnadel 7 gebildet. Stirnseitig ist die Zuführleitung 13 an ihrem stromabärtigen Ende verschlossen. In ihrem in das Gehäuse 20 hineinragenden Endbereich weist die Zuführleitung 13 eine oder mehrere radiale Durchgangsöffnungen 13a auf, die vom schlauchförmigen Ventilkörper 37 umspannt und dadurch abgedichtet werden. Der stirnseitige Verschluß der Zuführleitung 13 könnte auch durch den dann sackartigen Ventilkörper 37 gebildet werden, um die Zuführleitung 13 durch Schneiden aus einer Endloskanüle herstellen zu können.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 11 ist der Hohlraum im Gehäuse 20, in den die Zuführleitung 13 hineinragt, mit einem elastischen Dichtmaterial 37 ausgegossen. Nach dem Gießen wird die Zuführleitung 13 durch das Dichtmaterial hindurchgestoßen. Gegebenenfalls wird das Dichtmaterial zum leichteren Einführen der Zuführleitung 13 auch vorgestochen.
In Figur 12 ist in Verbindung mit dem schlauchförmigen Ventilkörper 37 ein zweiteiliges Gehäuse 10, 20 gezeigt. Die Flüssigkeit aus der Ampulle wird über die Zuführleitung 13 über mindestens eine Verbindung 13a, vorzugsweise eine Verbindungsbohrung, an die Mantelfläche der ersten Gehäusehälfte geführt. Stromabwärts von der Verbindung 13a ist an der äußeren Mantelfläche der ersten Gehäusehälfte 10 wenigstens ein weiterer Verbindungskanal 13c, der in eine ausgenommen Nut 13b mündet. Der wenigstens eine weitere Verbindungskanal 13c führt zur Auslassleitung 21 in den Katheter. Die Verbindungsbohrung 13a und die Nut 13b sind durch einen von der Mantelfläche der ersten Gehäusehälfte gebildeten Zwischensteg voneinander getrennt. Der Ventilkörper 37 liegt eng gespannt um die Mantelfläche der ersten Gehäusehälfte 10 und dichtet die Verbindungsbohrung 13a und die Nut 13b voneinander ab. Bei der Nut 13b handelt es sich bevorzugt um eine Umlaufnut.
Das Ausführungsbeispiel der Figur 12 zeichnet sich durch besonders gute äußere Abdichtungen bei den Dichtflächen 14a, 24a und 14b, 24b aus. In diesen Dichtbereichen sind die erste und die zweite Gehäusehälfte 10, 20 jeweils mit zueinander passenden Kegelmantelflächen 14a, 24a und 14b, 24b versehen, zwischen denen das stromaufwärtige und das stromabwärtige Ende des Ventilkörpers 37 beim Zusammenfügen der Gehäuse- hälften eingeklemmt wird. Über der Verbindungsbohrung 13a, dem Zwischensteg und der Nut 13b ist in der zweiten Gehäusehälfte 20 ausreichend Raum gelassen, in den sich der Ventilkörper 37 hinein ausdehnen kann, um die Strömungsverbindung zwischen der Verbindungsbohrung 13a und der Nut 13b herzustellen, wenn der Vorspanndruck überschritten worden ist. Mit gestrichelten Linien ist der aufgeweitete Zustand des Ventilkörpers 37 angedeutet. In der zweiten Gehäusehälfte 20 ist schließlich eine Druckausgleichsöffnung 29 gelassen, so dass am Ventilkörper 37 außenseitig stets Umgebungsdruck herrscht.
Figur 13 zeigt ein einteiliges Gehäuse 20, vergleichbar dem der Figuren 10 und 11, das in seinem stromaufwärtigen Bereich mit einer schmalen ersten und in seinem stromabwärtigen Bereich mit einer demgegenüber breiteren zweiten Bohrung versehen ist. Die erste Bohrung mündet in die zweite und dient als enge Führung und Sitz für die Verbindungsnadel 7. In die stromabwärtige breitere Bohrung ist ein Ventilkörper in Form eines einfachen Dichtpfropfens 38 eingepresst oder wieder eingegossen. Das Ventil wird beim Einführen der Verbindungsnadel 7 hergestellt, indem die Verbindungsnadel 7 vollkommen durch den Dichtpfropfen 38 durchgestochen und nach dem Durchstechen ein Stück weit wieder zurückgezogen wird. Auf diese Weise entsteht ein Durchlass 32a im Dichtpfropfen 38. Das Ventil der Figur 13 weist den Vorteil auf, dass die Verbindungsnadel 7 bzw. die Zuführleitung 13 durch einfaches Abschneiden aus einer Endloskanüle hergestellt werden kann.
Die Ausführungsbeispiele nach den Figuren 14 bis 16 zeigen Ventile, die in der Art einer Herzklappe arbeiten. Die Ventilkörper 39 der Figuren 14 und 15 werden durch einfache Kreisscheiben gebildet, in die Durchlassschlitze 32a eingearbeitet sind. Die Gehäuse weisen jeweils ein in die zweite Gehäusehälfte 20 eingesetztes Montageeinsatzstück 10 auf mit je einer einfachen Einlassbohrung, die, gegebenenfalls wie in Figur 16 über eine Zwischenstufe, in die Auslassbohrung in der zweiten Gehäusehälfte 20 mündet. Die Ventilkörper 39 werden durch die stromabwärtige Stirnfläche des Montageeinsatzstücks 10 gegen die am Übergang zwischen Einlass- und Auslassbohrung umlaufende Schulter in der Gehäusehälfte 20 gepresst.
Während der Ventilkörper 39 der Figur 14 nur einen Schlitz mit in Strömungsrichtung ausgeformten Dichtlippen 32a aufweist, besitzt der Ventilkörper 39 der Figur 15 zwei sich kreuzende Schlitze 32a.
In der Anordnung nach Figur 16 ist unmittelbar stromabwärts von dem Ventilkörper 39 im Gehäuse 20 ein Hohlraum gelassen, in den sich der Ventilkörper 39 hinein dehnen kann. Auch dieser Ventilkörper 39 ist geschlitzt. Unter dem anstehenden Flüssigkeitsdruck füllt er sich wie eine Blase bis er schließlich öffnet. Er ist weniger starr als die vorbeschriebenen Ventilkörper 39 der Figuren 14 und 15.
In den Figuren 17 bis 21 sind Ventile dargestellt, deren elastische Ventilkörper 41 zur Erzielung der gewünschten Ventilwirkung von Druckfedern beaufschlagt werden.
Der Ventilkörper 41 des Ventils nach Figur 17 ist kugelförmig und wird durch eine Druckfeder 42 in Gegenströmrichtung in die als Ventilsitz dienende stromabwärtige Öffnung 13a der Zuführleitung 13 gepresst. Die Druckfeder 42 wird durch einen zentralen, auf die stromabwärtige Öffnung der Zuführleitung 13 zu weisenden Zylinder 23 des Gehäuses 20 geführt. An seinem stromabwärtigen Ende ist dieser Zylinder 23 mit einem Flansch mit Durchgangsöffnungen 21a versehen, durch die die Flüssigkeit nach Öffnen des Ventils in die Auslassleitung 21 strömt.
Figur 18 zeigt eine der Figur 17 vergleichbare Anordnung. Der Ventilkörper 41 der Figur 19 ist an seinem stromaufwärtigen Ende konisch verjüngt. Die stromabwärtige Öffnung der Zuführleitung 13 als Ventilsitz weitet sich entsprechend konisch auf. Desweiteren ist am stromabwärtigen Ende des Ventilkörpers 41 ein zylindrischer Fortsatz 46 ausgebildet, der der Führung der Druckfeder 42 am Ventilkörper 41 dient.
Der Ventilkörper 41 der Figur 19 drückt wieder mit einer kegelförmigen Oberfläche in den durch die Öffnung der Zuführleitung 13 gebildeten Ventilsitz. Die Andruckkraft wird durch eine Kunststofffeder 42 erzeugt.
In Figur 20 ist der vorzugsweise elastische Ventilkörper 41 eine einfache Scheibe, die an der stromaufwärtigen Stirnfläche eines zylindrischen Führungskörpers 43 befestigt ist. Der Führungskörper 43 ist an seinem äußeren Mantel mit Längsnuten 44 versehen. Der Führungskörper 43 ist hohlzylindrisch mit einem Zylinderboden am stromaufwärtigen Ende, auf dem der Ventilkörper 41 fixiert aufliegt und von dem ein innerer Führungsfortsatz 46 in Strömungsrichtung abragt. Über diesen Führungsfortsatz 46 ist die Druckfeder 42 gezogen. Der Führungskörper 43 ist in seinen Längsnuten 44 mit radialen Durchgangsöffnungen 45 versehen, durch die die Medikamentflüssigkeit ins Innere des hohlzylindrischen Führungskörpers 43 und von dort durch die Auslassleitung 21 in den Katheter gelangen kann.
Beim Ventil der Figur 21 ist der Ventilkörper 41 als Rückschlagklappe um eine Drehachse 47 quer zur Strömungsrichtung unmittelbar an der stromabwärtigen Öffnung der Zuführleitung 13 angeordnet. An ihrer stromabwärtigen Rückseite wird diese Rückschlagklappe 41 durch eine Schenkelfeder 42 zum Schließen der Zuführleitungsöffnung mit Druck beaufschlagt. Die Schenkelfeder 42 ist so in die Gehäusehälfte 20 eingelegt, dass ihre Federachse 48 parallel zur Rückschlagklappen-Drehachse 47 ist, womit der erste Schenkel der L-förmigen Feder 42 gegen die Rückseite der Rückschlagklappe 41 und der zweite Schenkel gegen die als Gegenlager dienende innere Wandung des Gehäuses 20 drücken. Durch die Aufspreizkraft der abgewinkelten Schenkelfeder 42 wird die Rückschlagklappe 41 dicht gegen die stromabwärtige Öffnung der Zuführleitung 13 gepresst. Der zweite Federschenkel ragt in eine axiale Bohrung in der zweiten Gehäusehälfte 20, und der erste Schenkel ist in einer Nut an der Rückseite des Ventilkörpers 41 geführt; er könnte auf fest mit dem Ventilkörper 41 verbunden sein. Die Federachse 48 wird allein durch die Schenkelfeder 42 gebildet, eine weitere Lagerstelle ist bei 48 nicht notwendig.
Die jeweils in konkreter Kombination miteinander beschriebenen Ventilkörper und Gehäuse können auch jeweils mit in den anderen Kombinationen beschriebenen Gehäusen und Ventilkörpern verwendet werden.

Claims (15)

  1. Vorrichtung zur dosierten Verabreichung, insbesondere Infusion, einer Medikamentflüssigkeit, mit
    a) einem Behältnis (1), aus dem die Medikamentflüssigkeit beim Vorschub eines Stopfens (2) zu ihrer Verabreichung dosiert durch einen Auslass (4) verdrängt wird, und
    b) einem am Auslass (4) an das Behältnis (1) angeschlossenen Katheter (8), dessen vom Auslass (4) abgewandtes vorderes Ende mit einer Verabreichungsnadel (9) verbunden oder verbindbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    c) zwischen dem Auslass (4) und der Verabreichungsnadel (9) in einem Strömungsquerschnitt der Medikamentflüssigkeit ein Ventil (30) angeordnet ist und
    d) das Ventil (30) zum Verhindern einer Selbstentleerung einen Durchfluss auf das vordere Ende des Katheters (8) zu nur zulässt, wenn der in diese Richtung wirkende Flüssigkeitsdruck größer ist als ein auf dem Ventil (30) lastender Druck infolge des Eigengewichts einer Flüssigkeitssäule in der Vorrichtung.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (30) ein passives Einwegventil ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (30) den Durchfluss erst zulässt, wenn der Flüssigkeitsdruck den maximal möglichen Druck der Flüssigkeitssäule übersteigt.
  4. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (30) den Durchfluss erst zulässt, wenn der Flüssigkeitsdruck den maximal möglichen Druck der Flüssigkeitssäule multipliziert mit einem Sicherheitsfaktor größer 1, insbesondere ein Sicherheitsfaktor im Bereich von 2 bis 4, übersteigt.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (30) einen Ventilkörper (31; 37; 38; 39; 41) aufweist, der gegen wenigstens eine Öffnung (13a) einer zum Ventilkörper (31; 37; 38; 39; 41) führenden Zuführleitung (13) für die Medikamentflüssigkeit vorgespannt ist, wobei die Größe der Vorspannkraft so gewählt ist, dass sie an einer die Öffnung (13a) dichtend umschließenden Kontaktfläche (33) des Ventilkörpers (31; 37; 38; 39; 41) eine Kraft erzeugt, die größer ist, als die durch die Flüssigkeitssäule auf den beaufschlagten Ventilquerschnitt ausgeübte Kraft.
  6. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (33) an einer die Öffnung (13a) umschließenden Dichtlippe (15; 35) gebildet wird.
  7. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (31) über der Dichtlippe (15; 35) in Richtung auf eine stromaufwärts von der Dichtlippe (15; 35) gelegene Wandung (14) eines den Ventilkörper (31) aufnehmenden flüssigkeitsdichten Gehäuses (10, 20; 20) gespannt ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (15) an der Zuführleitung (13) ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (35) quer zur Strömungsrichtung gegen eine den Strömungsquerschnitt umschließende Umfangsfläche (19; 24) drückt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (37) eine Mantelfläche der Zuführleitung (13) umschließt und die Zuführleitung (13) in ihrem von dem Ventilkörper (37) umschlossenen Bereich mit der wenigstens einen den Strömungsquerschnitt bildenden Öffnung (13a) versehen ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (37; 38) ein Dichtpfropfen ist, der die in ihn hineinragende Zuführleitung (13) dichtend umschließt und zur Ausbildung eines sich an die wenigstens eine Öffnung (13a) der Zuführleitung (13) anschließenden Strömungsquerschnitts aufweitbar ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (39) den Strömungsquerschnitt in der Art einer Herzklappe verschließt und freigibt.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (41) durch Andruck einer Feder (42) gegen die wenigstens eine Öffnung (13a) der Zuführleitung (13) gedrückt wird.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (30) in einem am Auslass (4) lösbar angeschlossenen Gehäuse (10, 20; 20) festgelegt ist.
  15. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10, 20; 20) durch ein Anschlussstück für den Katheter (8) gebildet wird.
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